課題三電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器

課題三電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器第1頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

項(xiàng)目三電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.雙向晶閘管的基本結(jié)構(gòu)2.掌握雙向晶閘管工作原理3.晶閘管的觸發(fā)電路4.單相交流調(diào)壓電路第2頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

【課題描述】電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器在日常生活中隨處可見。常見的電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器。旋動(dòng)旋鈕便可以調(diào)節(jié)電風(fēng)扇的速度。電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器調(diào)速旋鈕觸發(fā)電路保護(hù)電路

(a)電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器

(b)電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速器電路原理圖第3頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、雙向晶閘管的基本結(jié)構(gòu)雙向晶閘管的外形與普通晶閘管類似，有塑封式、螺栓式、平板式。其內(nèi)部是是一種NPNPN五層結(jié)構(gòu)的三端器件。

第4頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、雙向晶閘管的基本結(jié)構(gòu)

（a）內(nèi)部結(jié)構(gòu)（b）等效電路（c）圖形符號(hào)第5頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、雙向晶閘管的基本結(jié)構(gòu)常見雙向晶閘管引腳排列第6頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、雙向晶閘管的工作原理2.雙向晶閘管的特性與參數(shù)雙向晶閘管有正反向?qū)ΨQ的伏安特性曲線。第7頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、雙向晶閘管的工作原理雙向晶閘管的主要參數(shù)中只有額定電流與普通晶閘管有所不同，其他參數(shù)定義相似。雙向晶閘管的額定電流定義為：在標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，當(dāng)器件的單向?qū)ń谴笥?70°，允許流過(guò)器件的最大交流正弦電流的有效值，用IT(RMS)表示。雙向晶閘管額定電流與普通晶閘管額定電流之間的換算關(guān)系式為:第8頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、雙向晶閘管的工作原理例如，一個(gè)100A的雙向晶閘管與兩個(gè)反并聯(lián)45A的普通晶閘管電流容量相等。例如型號(hào)KS50-10-21表示額定電流50A，額定電壓10級(jí)（1000V）斷態(tài)電壓臨界上升率du/dt為2級(jí)（不小于200V/μs）,換向電流臨界下降率di/dt為1級(jí)（不小于1％IT(RMS)）的雙向晶閘管。第9頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、雙向晶閘管的工作原理有關(guān)KS型雙向晶閘管的主要參數(shù)和分級(jí)的規(guī)定。第10頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、雙向晶閘管的工作原理雙向晶閘管的觸發(fā)方式可以得到四種觸發(fā)方式：1）Ⅰ+觸發(fā)方式主極T1為正，T2為負(fù)；門極電壓G為正，T2為負(fù)。特性曲線在第Ⅰ象限。2）Ⅰ-觸發(fā)方式

主極T1為正，T2為負(fù)；門極電壓G為負(fù)，T2為正。特性曲線在第Ⅰ象限。3）Ⅲ+觸發(fā)方式主極T1為負(fù)，T2為正；門極電壓G為正，T2為負(fù)。特性曲線在第Ⅲ象限。第11頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、雙向晶閘管的工作原理4）Ⅲ-觸發(fā)方式主極T1為負(fù)，T2為正；門極電壓G為負(fù)，T2為正。特性曲線在第Ⅲ象限。 由于雙向晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因，四種觸發(fā)方式中靈敏度不相同，以Ⅲ+觸發(fā)方式靈敏度最低，使用時(shí)要盡量避開，常采用的觸發(fā)方式為Ⅰ+和Ⅲ-。第12頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、雙向晶閘管的觸發(fā)電路

（1）簡(jiǎn)易觸發(fā)電路雙向晶閘管的簡(jiǎn)易觸發(fā)電路第13頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、雙向晶閘管的觸發(fā)電路雙向晶閘管的簡(jiǎn)易觸發(fā)電路分析電風(fēng)扇無(wú)級(jí)調(diào)速電路圖，接通電源后，電容C1充電，當(dāng)電容C1兩端電壓的峰值達(dá)到氖管HL的阻斷電壓時(shí)，HL亮，雙向晶閘管VT被觸發(fā)導(dǎo)通，電扇轉(zhuǎn)動(dòng)。改變電位器RP的大小，即改變了C1的充電時(shí)間常數(shù)，使VT的導(dǎo)通角發(fā)生變化，也就改變了電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，因此電扇的轉(zhuǎn)速改變。由于RP是無(wú)級(jí)變化的，因此電扇的轉(zhuǎn)速也是無(wú)級(jí)變化的。第14頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、雙向晶閘管的觸發(fā)電路

（2)單結(jié)晶體管觸發(fā) 單結(jié)晶體管觸發(fā)的交流調(diào)壓電路，調(diào)節(jié)RP阻值可改變負(fù)載RL上電壓的大小。

第15頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、雙向晶閘管的觸發(fā)電路(3）集成觸發(fā)器

K006組成的雙向晶閘管移相交流調(diào)壓電路第16頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、雙向晶閘管的觸發(fā)電路K006組成的雙向晶閘管移相交流調(diào)壓電路分析該電路主要適用于交流直接供電的雙向晶閘管或反并聯(lián)普通晶閘管的交流移相控制。RP1用于調(diào)節(jié)觸發(fā)電路鋸齒波斜率，R4、C3用于調(diào)節(jié)脈沖寬度，RP2為移相控制電位器，用于調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。第17頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四四、單相交流調(diào)壓電路交流調(diào)壓是將一種幅值的交流電能轉(zhuǎn)化為同頻率的另一種幅值的交流電能。

1.電阻性負(fù)載在電源正半周觸發(fā)VT導(dǎo)通，有正向電流流過(guò)RL，負(fù)載端電壓uR為正值，電流過(guò)零時(shí)VT自行關(guān)斷；在電源負(fù)半周時(shí)，再觸發(fā)VT導(dǎo)通，有反向電流流過(guò)RL，其端電壓uR為負(fù)值，到電流過(guò)零時(shí)VT再次自行關(guān)斷。然后重復(fù)上述過(guò)程。改變角a即可調(diào)節(jié)負(fù)載兩端的輸出電壓有效值，達(dá)到交流調(diào)壓的目的。第18頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

1.電阻性負(fù)載

單相交流調(diào)壓電路電阻負(fù)載電路及波形

（a）電路圖(b)波形圖第19頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．電阻性負(fù)載單相交流調(diào)壓電路電阻負(fù)載電路及波形分析

通過(guò)改變a可得到不同的輸出電壓有效值，從而達(dá)到交流調(diào)壓的目的。由雙向晶閘管組成的電路，只要在正負(fù)半周對(duì)稱的相應(yīng)時(shí)刻（a、π＋a）給觸發(fā)脈沖，則和反并聯(lián)電路一樣可得到同樣的可調(diào)交流電壓。第20頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1．電阻性負(fù)載電阻負(fù)載上交流電壓有效值為：電流有效值：電路功率因數(shù)：電路的移相范圍為：0~π。第21頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電感性負(fù)載的交流調(diào)壓電路。下面分三種情況加以討論。當(dāng)大于時(shí)，θ<180°，即正負(fù)半周電流斷續(xù)，且越大，θ越小。電流電壓波形如圖(b)所示。當(dāng)?shù)扔跁r(shí)，θ=180°，即正負(fù)半周電流臨界連續(xù)。相當(dāng)于晶閘管失去控制，電流電壓波形如圖(b)所示。若開始給VT1管以觸發(fā)脈沖，VT1管導(dǎo)通，而且θ>180°。如果觸發(fā)脈沖為窄脈沖，當(dāng)ug2出現(xiàn)時(shí)，VT1管的電流還未到零，VT1管關(guān)不斷，VT2管不能導(dǎo)通。當(dāng)VT1管電流到零關(guān)斷時(shí)，ug2脈沖已消失，此時(shí)VT2管雖已受正壓，但也無(wú)法導(dǎo)通。到第三個(gè)半波時(shí)，ug1又觸發(fā)VT1導(dǎo)通。這樣負(fù)載電流只有正半波部分，出現(xiàn)很大直流分量，電路不能正常工作。因而電感性負(fù)載時(shí)，晶閘管不能用窄脈沖觸發(fā)，可采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)。2．電感性負(fù)載第22頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．電感性負(fù)載

單相交流調(diào)壓電感負(fù)載電路第23頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．電感性負(fù)載

單相交流調(diào)壓電感負(fù)載波形圖

第24頁(yè)，共26頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

2．電感性負(fù)載

單相交流調(diào)壓的特點(diǎn)：①電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流波形與單相橋式可控整流交流側(cè)電流一致。改變控制角可以連續(xù)改變負(fù)載電壓有效值，達(dá)到交流